應用ADSL實現遠程視頻監控
來源:視頻網 編輯:數字音視工程 2009-01-08 00:00:00 加入收藏 咨詢
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一、概述
隨著國家數字信息化的發展以及人們對安防意識的提高,傳統的定點監看及錄像的監控方式,已漸漸顯出其不足的一面,遠程實時監控的議題也漸為人們所常談。
近年來,網絡信息業長足發展,很多地方都能用上網絡寬頻(有線電視網、長城寬帶網、電信網絡快車(ADSL)、小區寬帶等各門各類的寬頻網絡),為遠程實時監控提供了外部傳輸技術的支持。
在存儲技術上,數字硬盤錄像的誕生,把傳統的模擬信號轉化為數字信號,從M-JPEG、MPEG1、MPEG2乃至當今的MPEG4技術的不斷改進,圖像畫質越來越清晰,而存儲容量越來越小,為遠程實時監控提供了內部壓縮技術的支持。
下面,我們從幾個相關的方面闡述一下我們的見解與探討。
二、廣域網(Internet)接入方式的選擇
現在常用的接入方式中,主要有以下三類較為常用:
A類:普通電話拔號方式(PSTN、ISDN);
B類:專線方式(DDN、ATM、xDSL);
C類:局域網轉接方式(LAN);
A類:普通電話拔號方式
基本特點是使用簡單方便,要求低。只要有市話的地方,配上modem,申請賬號,就能直接上網,速率理論上可達56K/s。
其缺點也是較為明顯的:
1.傳輸速率慢。
PSTN為56k/s(實際上只有7kB/s),ISDN為128k/s(實際上只有14kB/s)。可以滿足一般的靜態網頁瀏覽,但對于通過Internet進行實時圖像數據傳輸的遠程監控來說,是遠遠不夠的(通過后面的介紹,可知道遠程實時監控最低要求有512k的上傳速率)。
2.通訊費用高。
普通電話撥號的通訊費用是由兩方面組成:網絡費+電話費。網絡費有包月制,在幾十元之間;但電話費卻要根據通話時間來計算,在遠程傳輸時,要求網絡一直處于連通狀態,就相當于電話一天24小時在通話,這樣計算下來,電話費就是個沉重的負擔。
總體來說,普通撥號方式,在遠程監控方面的應用性是較差的,但由于某些特殊原因,也有可能使用到。
B類:專線方式
DDN、ATM等專線的昂貴費用令用戶望而怯步。但近年來,虛擬專線系列產品(ADSL、VDSL、XDSL)的推出,使用費用不斷下調,用戶可以在低成本的基礎用上高質量的寬頻。在此我們將討論ADSL。
ADSL的優勢是顯著的:
1.速率高。
一般的ADSL提供最基本的512k/2M的速率,有些地區可根據用戶的需求擴展上傳、下行的速率(上傳可達2M/下行可達8M) 。
2.費用低。
據不完全統計所得,全國各大城市對ADSL的包月費都在40~200元之間,此外,不含其它使用費用。
但跟DDN,ATM等專線相比,也有一些不足之外,例如速率不穩定、IP動態分配等;
總體來說,ADSL是目前為止遠程實時監控應用最好的媒介,成本低、速度快。
C類:局域網轉接方式
小區寬帶網(長城寬帶網、有線電視網等)的速率隨著用戶人數的增加而下降,有堪者會低到只有幾十k的速率,另外,其IP的雙重性,為網絡識別主機身份帶來一定的困難。在遠程實時傳輸上是不利的。所以我們是不太主張在監控端使用此種接入方式。
通過以上三種方式的介紹,我們在選擇傳輸媒介時,推薦使用ADSL
三、圖像壓縮技術的選擇
要實現遠程圖像的實時傳輸,除了選擇外部網絡傳輸方式外,也得考慮現有的圖像壓縮技術。
目前數字硬盤錄像機所用圖像壓縮技術,可分為以下幾類:
A、M-JPEG
B、MPEG1
C、MPEG2
D、MPEG4
A :M-JPEG壓縮技術
早期數字硬盤錄像機使用的壓縮技術,其壓縮容量大(450-600M/小時)而圖像效果差。
應用于遠程傳輸的主要參數:
圖像標準:358?288
幀 容 量:5-6.7k/幀
實 時 性(25幀/秒):125-167.5k/秒。
B:MPEG1壓縮技術
對M-JPEG的圖像質量及存儲作了某些的優化,其壓縮容量相對M-JPEG要小(300-500M/小時),圖像質量要好。目前市面上的數字硬盤錄像機都基本采用MPEG1技術。
應用于遠程傳輸的主要參數:
圖像標準:358?288
幀 容 量:3.3-5.6k/幀
實 時 性(25幀/秒):83-140k/秒
C:MPEG2壓縮技術
對MPEG1圖像質量低下而改造的技術,有效地提高了圖像質量,但同時卻又大大增加了圖像壓縮容量(500-800M/小時),故很少數字硬盤錄像機采用些技術。
應用于遠程傳輸的主要參數:
圖像標準:358?288
幀 容 量:5.6k-8.8k/幀
實 時 性(25幀/秒):140k-220k/秒
D:MPEG4壓縮技術
新型圖像壓縮技術,有效解決容量與圖像質量的問題。MPEG4提供DVD級的圖像質量而存量卻又能大大降低(80-220M/小時 )。
應用于遠程傳輸的主要參數:
圖像標準:358 ?288
幀 容 量:0.8-2.5k/幀
實 時 性(25幀/秒):20-62.5k/秒
注:幀容量:0.8~2.5k/幀,0.8k/幀代表靜態時的壓縮容量,2.5k/幀代表動態時的壓縮容量)
第二部份所述的各接入方式最大上傳速率:
普通電話拔號最大上傳速率:56K/112K
ADSL最大上傳速率:512K
局域網轉接最大上傳速率:不穩定,視其用戶數目(以后不作討論)
當數據傳輸時,各最大上傳速率要除以一個系數8(具體參數來源,請參考有關計算機語言算法),所以真正能上傳的最大速率為:
普通拔號速率:7K ADSL速率:64k
四、遠程傳輸的實現原理
網絡視頻系列提供兩種實現遠程訪問的方法:第一,可以采用NAT的方式,即用一個IP地址的不同端口來解決(如192.168.0.100:82、如192.168.0.100:83就代表兩個不同的設備)或用不同的IP地址來解決;第二,在Internet中,則可以采用在網絡上建DDNS服務器(即動態域名解析)的方法來解決動態IP地址的問題,也就是每一臺網絡攝像機或視頻服務器都有一個網絡二級域名(名字由客戶定義),這個二級域名對應網絡攝像機或視頻服務器的MAC地址,只要網絡攝像機或視頻服務器在網絡上使用,就會自動連接到DDNS,無論它的IP地址如何變化,客戶只要在IE地址欄中鍵入這個域名,就能夠通過DDNS服務器將網絡攝像機或視頻服務器的IP地址與遠程訪問客戶進行連接,達到域名解析的目的。
五、用戶自身提供
1、申請虛擬專線(ADSL、VDSL、XDSL等具有公網IP的網絡),費用自理。
2、MODEM具有路由功能或有單獨的路由器
3、如果服務器端有云臺、變焦鏡頭時,需要購置相應的解碼器及轉換口。
六、功能陳述
可分監視及監控兩部分功能。
監視功能:遠程用戶,通過IE瀏覽觀看監控情況,不能作任何操作,不能發布命令。
監控功能:遠程用戶,不用安裝專門的客戶端程程序,可直接對視頻服務器端設備進行遠程操作,控制鏡頭左右上下擺動,對可變鏡頭進行遠近調節,異地保存記錄等。
七、同類視頻產品比較
以下對一些同類產品作一些的簡單的比較。
1.普通電話撥號方式的Quicksever
支持M-JPEG壓縮技術。由于電話撥號的上傳速率僅僅只有7k/s,但圖像數據傳輸量大(最小大于80K/S),所以它的遠程傳送效果較差,平均是每秒只有不足1幀的速度,遠程客戶端的丟幀現象嚴重。當IP是變換后,要雙方通過打電話詢問主機IP,才能聯接。
2.硬盤錄像機內置遠程程序,直接modem傳送
隨著遠傳的發展,后期的硬盤錄像機功能中都帶有著遠程監控的客戶端工具及主機服務器平臺,在局域網中的傳輸效果上有了很大的提高,但在Internet的使用中,用戶只能通過普通電話撥號實現遠程監控的功能,其本質上跟使用Quicksever效果一樣,只是減少了外置設備。
3. 遠程監控系統
遠程監控系統則從日常費用低、實用性強、操作方便等角度考慮而開發的產品。
a.日常費用低
利用一般動態IP的ADSL作為傳輸(本系統不限制靜態IP),日常操作費用低,深圳地區每月的費用也僅僅是200元,一些城市上ADSL的包月費更低至40元。
b.成本低、實用性強
視頻服務器就是一個不帶硬盤的數字硬盤錄象機,帶有多種實用功能,同時實現遠程實時傳送,用戶不需另購置其它設備。適用于任何攝像機類型,為用戶提供了很大的選擇范圍。
c.操作方便
基本上全自動執行,也可根據用戶要求調速參數,操作簡單,跟一般的硬盤錄像機沒有區別。
在客戶端直接通過IE瀏覽,開放性強,客戶可隨時隨地觀看監控情況。
從諸多的對比中,我們相信我們的產品具有很強的竟爭優勢。
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